JP4696122B2

JP4696122B2 - 光信号多重化装置

Info

Publication number: JP4696122B2
Application number: JP2007537489A
Authority: JP
Inventors: 太泉
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2025-09-27
Also published as: WO2007036989A1; GB0805129D0; GB2446528A; US7623791B2; JPWO2007036989A1; US20080181610A1; GB2446528B

Description

本発明は、光時分割多重方式によって光信号を多重化する光信号多重化装置に関するものである。

近年、光ファイバ通信システムにおいて、光信号を光のまま時間分割多重するＯＴＤＭ（Optical Time Division Multiplex）が検討されている。このＯＴＤＭ多重を行う光多重化装置は、光信号を多重化する場合に、光信号を出力する送信局を遠隔制御して光信号の位相を調整し、予め各光信号の位相が調整された光信号を利用してＯＴＤＭ多重している。

なお、特許文献１では、光信号が光ファイバ通信システムを構成する各ノード内を通過する際に、ノード内の光経路差によって発生する光信号の遅延を、光ファイバの波長に対する分散依存性を利用し、補償することによって、光ファイバ通信システムに係る光信号の精密同期を実現可能とする技術が公開されている。

特開平７−２２１７０８号公報

しかしながら、上述した従来技術では、光信号を光のままＯＴＤＭ多重を実行する場合には、送信局を遠隔制御し、光信号の位相を予め調整しておく必要があり、光信号の位相が予め調整されていない光信号はＯＴＤＭ多重することができないという問題があった。

ネットワークの光化を進めるためには、光信号を電気信号に変換するコストより光のままで処理するほうが安いことが必要であり、また、光信号を光のままで行う処理が電気信号と同様に多様であることが求められる。つまり、光を光のままで処理する場合に、単に光信号の位相が調整されていないことのみによって、光信号を多重化できないようでは、多様な処理が可能な電気信号に置き換わってネットワークの光化が普及するとは考えにくい。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、位相が予め調整されていない光信号を取得した場合であっても、この光信号を光のまま多重化することができる光信号多重化装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、光時分割多重方式によって光信号を多重化する光信号多重化装置であって、多重化対象となる光信号を取得した場合に、取得した光信号の波長を変換し、波長に応じた伝播遅延を光信号に発生させる導波路に波長を変換した光信号を通し、前記光信号の遅延量を調整する遅延量調整手段と、前記遅延量調整手段によって遅延量が調整された光信号の伝播遅延時間を変化させず、前記光信号の波形の劣化を補償する波形劣化補償手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明にかかる光信号多重化装置は、多重化対象となる光信号を取得した場合に、取得した光信号の波長を変換し、波長に応じた伝播遅延を光信号に発生させる導波路に波長を変換した光信号を通し、光信号の遅延量を調整し、光信号にかかる波形の劣化を補償するので、光信号を送信する送信局を遠距離制御しなくとも、精度よくＯＴＤＭ多重することができるのという効果を奏する。

以下に、本発明にかかる光信号多重化装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

まず、本発明の特徴について従来技術と比較して説明する。図２０は、従来のＯＴＤＭ（Optical Time Division Multiplex）を説明するための説明図である。図２０に示すように、各送信局１０〜４０から送信される光信号を多重化する光多重化装置６０は、カプラ６１〜６４、合波部６５、光位相調整制御部６６を有する。

カプラ６１〜６４は、光入力信号を２つ以上の出力に分岐する装置である。例えば、カプラ６１は、送信局１０から入力された光信号を２つの光信号に分岐し、一方の光信号を合波部６５に入力し、他方の光信号を光位相調整制御部６６に入力する。合波部６５は、カプラ６１〜６４から入力される各光信号およびＦＳＹＮ・ＯＨ生成部６６ａから入力される光信号を合波（時分割多重）し、合波した光信号を光分割装置に送信する処理部である。ここで、光分割装置は、合波部６５によって合波された光信号を受信し、受信した光信号を多重分離する装置である。

光位相調整制御部６６は、送信局１０〜４０から入力される光信号の位相を監視し、この送信局１０〜４０から送信される光信号の位相を遠隔制御する処理部である。また、光位相調整制御部６６は、ＦＳＹＮ・ＯＨ生成部６６ａを有する。ＦＳＹＮ・ＯＨ生成部６６ａは、同期用固定パターン、監視用信号回線データ、オーダワイヤデータなどのデータ（以下、オーバーヘッドデータと表記する）を生成し、生成したオーバーヘッドデータを、光分割装置に送信する処理部である。なお、オーバーヘッドデータは、通信警告の転送する場合にも利用される。

しかし、図２０において示した光多重化装置６０は、各送信局１０〜４０から送信される光信号の位相を遠隔制御し、各光信号をＯＴＤＭ多重する必要があり、予め位相制御されていない光信号に対する多重化を実行することができないという問題があった。

そこで、本実施例１にかかる光多重化装置は、各送信局１０〜４０から送信される光信号の位相を遠隔制御することなく、各送信局１０〜４０から送信される光信号（この光信号はタイミングがばらばらとなっている）を受信し、受信した各光信号のタイミングを光のまま調整し、ＯＴＤＭ多重を実行する。

ここで、本実施例１にかかる光多重化装置の構成について説明する。図１は、本実施例１にかかる光多重化装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、本実施例１にかかる光多重化装置１００は、光可変遅延部１０１〜１０４、カプラ１０５〜１０８、光ゲート１０９〜１１２、合波部１１３、位相制御部１１４、ＦＳＹＮ・ＯＨ生成部１１４ａを有する。ここで、カプラ１０５〜１０８は、図２０において示したカプラ６１〜６４と同様であるため説明を省略する。

光可変遅延部１０１〜１０４は、位相制御部１１４から入力される制御信号にしたがって、各送信局１０〜４０から送信される光信号の遅延調整を行う処理部である。なお、光可変遅延部１０１〜１０４はそれぞれ同一の構成であるため、ここでは、一例として、光可変遅延部１０１を用いて光可変遅延部の構成を説明する。

図２は、光可変遅延部の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、光可変遅延部１０１は、波長シフトデバイス１１５，１１７、導波路１１６、分散補償部１１８を有する。波長シフトデバイス１１５は、光信号の波長を変換（シフト）する装置である。この波長シフトデバイス１１５によって波長が変換された光信号が、導波路１１６を通過することによって、変換された波長に応じた伝播遅延が光信号に発生する。波長シフトデバイス１１５は、位相制御部１１４から入力される制御信号に応じて、変換する波長のシフト量を調整し、伝播遅延量を調整する。

波長シフトデバイス１１７は、波長シフトデバイス１１５によって変換された光信号の波長を特定の波長にそろえる装置である。分散補償部１１８は、波長シフトした光信号が導波路１１６を通過したことに起因する分散波形をもとに戻す装置である。

なお、ここでは、分散補償部１１８として、ＦＢＧ（ファイバグレーティング）やＶＩＰＡ（Virtually Imaged Phased Array）などの特殊な分散補償手段を利用し、ＤＣＦ（Dispersion Compensation Fiber）などの分散補償ファイバは利用しない。図３は、分散ファイバ（ＤＣＦ）と、ＦＧＢ分散補償器（ＶＩＰＡ分散補償器）との違いを説明するための説明図である。

図３に示すように、分散補償ファイバによって、光信号の波形をもとに戻そうとすると、光信号に含まれる各波長のタイミングがずれてしまう（タイミングのずれる量は、分散補償ファイバの長さによって変化してしまう）。また、波形の歪みは、遅延調整量に応じて大きくなるが、これを分散補償ファイバによって分散補償しようとすると、遅延調整が相殺されてしまう恐れがある。

一方、図３に示すように、ＦＧＢ分散補償器を利用することによって、上述した問題点、すなわち、各波長のタイミングのずれの問題および遅延調整量相殺の問題を解消することができる。ここで、ＦＧＢ分散補償器の説明を行う。図４は、ＦＧＢ分散補償器の説明を行うための説明図である。

図４に示すように、ＦＧＢ分散補償器は、ファイバグレーティングフィルタを利用する。このファイバグレーティングフィルタは、特定の周期によって導波路の屈折率を変化させることにより、特定波長のみを反射させる。すなわち、この周期を段階的に変化させることで、波長に対する反射点をずらすことができ、波長分散を補償することができる。図４に示す例では、ｄＴ／ｄλ（ｐｓ／ｎｍ）の分散を補償することになる。ここで、ｄλは、λ₁（λ₁は、反射光１の波長）とλ₃（λ₃は、反射光３の波長）との差であり、ｄＴは、反射光１から反射光３までの時間差である（ｄＬは反射光１から反射光３までの距離、Ｖｇは波の速度）。なお、ＶＩＰＡ分散補償器は、ＶＩＰＡ板や、反射手段として自由曲面ミラーなどを用いる。

続いて、図２おいて示した分散補償部１１８の構成について説明する。図５は、分割補償部の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、分散補償部１１８は、波長分離部１１９、波形補正部１２０〜１２３、波長多重部１２４を有する。波長分離部１１９は、光信号に含まれる各信号を波長ごとに分割する処理部であり、分割した各光信号を波形補正部１２０〜１２３に入力する。

波形補正部１２０〜１２３は、光信号の波形をもとに戻す処理部である。波形補正部１２０〜１２３は、同一の構成であるため、ここでは、波形補正部１２０を用いて、波形補正部の説明を行う。波形補正部１２０は、光サーキュレータ１２０ａおよび可変ファイバグレーティングフィルタ１２０ｂを有する。

光サーキュレータ１２０ａは、波長分離部１１９から取得した光信号を可変ファイバグレーティングフィルタ１２０ｂに入力し、可変ファイバグレーティングフィルタ１２０ｂから出力される分散補償された光信号を波長多重部１２４に入力する装置である。可変ファイバグレーティングフィルタ１２０ｂは、図４に示したファイバグレーティングフィルタと同様であるため説明を省略する。

なお、光多重化装置１００は、光信号の波形の歪みがあっても、波形の一部のみを取り出して、ＯＴＤＭ多重する場合には、図２において示した分散補償部１１８を省略することができる。

図１の説明に戻ると、光ゲート１０９〜１１２は、位相制御部１１４から入力される制御信号によって、オン・オフを行い、光可変遅延部１０１〜１０４から入力される光信号を所定のタイミングで切り出す装置である。合波部１１３は、光ゲート１０９〜１１２から入力される光信号および位相制御部１１４から入力されるオーバーヘッドデータを合波し、他装置（例えば、光分割装置など）に送信する処理部である。

位相制御部１１４は、光ゲート１０９〜１１２に対する切り替え制御を行うと共に、光可変遅延部１０１〜１０４を制御して、光信号の遅延量を調整する処理部である。なお、位相制御部１１４は、光ゲート１０９〜１１２を切り替えるタイミングで、光可変遅延部１０１〜１０４から出力されたデータの変化点が来ないように、光可変遅延部１０１〜１０４の光信号にかかる遅延量を調整する。

続いて、図１に示した位相制御部１１４の構成について説明する。図６は、図１に示した位相制御部の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この位相制御部１１４は、光セレクタ１３０、ＰＤ１３１、バイアス回路１３２、クロック抽出部１３４、ＳＥＬ１３５ａ〜１３５ｄ、ゲート１３６ａ〜１３６ｄ、位相弁別器１３７ａ〜１３７ｄ、分周部１３８ａ〜１３８ｄ、ＰＬＬ１３９ａ〜１３９ｄ、光セレクタ／ＣＬＫ自走切替制御部１４０を有する。

光セレクタ１３０は、光セレクタ／ＣＬＫ自走切替制御部１４０から入力される制御信号にしたがって、各チャネルからの光信号を切り替える装置である。なお、カプラ１０５〜１０８から入力される光信号が、各チャネル（ＣＨ１〜ＣＨ４）から入力される光信号にそれぞれ対応する。

ＰＤ（Photo Diode）１３１は、光セレクタ１３０から入力される光信号を電気信号に変換する装置である。なお、ＰＤ１３１によって変換された電気信号は、バイアス回路１３２によって一定のバイアス電圧を与えられた後、前置増幅部１３３に入力される。

前置増幅部１３３は、ＰＤ１３１から入力された電気信号を増幅する装置である。この前置増幅部１３３は、増幅した電気信号をクロック抽出部１３４に入力する。クロック抽出部１３４は、電気信号のクロックを抽出し、抽出したクロックをＳＥＬ１３５ａ〜１３５ｄに入力する処理部である。

ＳＥＬ（セレクタ）１３５ａ〜１３５ｄは、光セレクタ／ＣＬＫ自走切替制御部１４０からの制御信号によって入力クロックを切替え、位相弁別器１３７ａ〜１３７ｄにクロックを入力する装置である。なお、ＳＥＬ１３５ａ〜１３５ｄは、同様であるため、ここでは、ＳＥＬ１３５ａを利用して、ＳＥＬの説明を行う。また、以下に説明するゲート１３６ａ〜１３６ｄ、位相弁別器１３７ａ〜１３７ｄ、分周部１３８ａ〜１３８ｄ、ＰＬＬ１３９ａ〜１３９ｄも同様に、ゲート１３６ａ、位相弁別器１３７ａ、分周部１３８ａ、ＰＬＬ１３９ａを用いて説明する。

ＳＥＬ１３５ａは、光セレクタ／ＣＬＫ自走切替制御部１４０からの制御信号によって、クロック抽出部１３４から入力されるクロックとＰＬＬ１３９ａから入力されるクロックとを切り替えて取得し、取得したクロックを位相弁別器１３７ａに入力する。

具体的に、このＳＥＬ１３５ａは、光セレクタ／ＣＬＫ自走切替制御部１４０によって、光セレクタ１３０が、チャネル１に切り替えられているタイミングでは、クロック抽出部１３４からのクロックを取得する。一方、ＳＥＬ１３５ａは、光セレクタ／自走切替制御部１４０によって、チャネル１以外のチャネル（チャネル２〜５のいずれか）に切り替えられているタイミングでは、ＰＬＬ１３９ａからのクロックを取得する。

ゲート１３６ａは、光セレクタ／ＣＬＫ自走切替制御部１４０からの制御信号およびＳＥＬ１３５ａからのクロックを取得し、光ゲート１０９のオン・オフを切り替えるタイミングを各光ゲート１０９に通知する装置である。

位相弁別器１３７ａは、ＳＥＬ１３５ａから入力されるクロックと網クロックとの差を抽出すると共に、各クロックの差を利用して、網クロックを調整し、調整したクロック信号を光可変遅延部１０１および分周部１３８ａにそれぞれ入力する装置である。各光可変遅延部１０１〜１０４は位相弁別器１３７ａ〜１３７ｄから入力されるクロックを基にして、光信号の遅延量を調整する。

分周部１３８ａは、位相弁別器１３７ａから入力されるクロックの周波数を特定の周波数に調整し、調整したクロック信号をＰＬＬ１３９ａに入力する装置である。ＰＬＬ１３９ａは、分周部１３８ａに入力された入力信号と、ＰＬＬ１３９ａから出力される出力信号とを一致させる装置である。

図１の説明に戻ると、位相制御部１１４は、図６に示した構成以外に、ＦＳＹＮ・ＯＨ生成部１１４ａを有する。このＦＳＹＮ・ＯＨ生成部１１４ａは、同期用固定パターン、監視用信号回線データ、オーダワイヤデータなどのオーバーヘッドデータを生成し、生成したオーバーヘッドデータを合波部１１３に入力する処理部である。

ここで、光多重化装置１００が、各送信局１０〜４０から送信された光信号を多重化する様子について説明する。図７は、光多重化装置が、各送信局から送信された光信号を多重化する様子を示すタイムチャートである。同図に示すように、光多重化装置１００に入力された時点で、各チャネル（ＣＨ１〜ＣＨ４）から取得した光信号は、タイミングがそれぞれ一致していないが、光可変遅延部１０１〜１０４によって、各光信号のタイミングがそろえられ、位相制御部１１４が、光ゲート１０９〜１１２を切り替えることによって、各光信号を光のままＯＴＤＭ多重することができる。

上述してきたように、本実施例１にかかる光多重化装置１００は、各送信局１０〜４０から光信号を光可変遅延部１０１〜１０４が受信し、位相制御部１１４が、光可変遅延部１０１〜１０４を制御して、各光信号の遅延量を調整すると共に、各光ゲート１０９〜１１２を特定のタイミングで切り替える。そして、合波部１１３が、光ゲート１０９〜１１２およびＦＳＹＮ・ＯＨ生成部１１４ａから入力された各光信号を合波して、合波した光信号を、光分割装置などの他装置に送信するので、各送信局１０〜４０から送信される光信号のタイミングがばらばらであっても、精度よく、各光信号を光のままＯＴＤＭ多重することができる。

つぎに、本実施例２にかかる光多重化装置の特徴について説明する。本実施例２にかかる光多重化装置は、ＯＴＤＭ多重を行った光信号の波長を特定の波長に調整する。このように、光多重化装置が、ＯＴＤＭ多重を行った光信号の波長を特定の波長に調整することによって、ＯＴＤＭ多重された光信号を利用したＷＤＭ（Wave length Division Multiplexing）を効率よく実行することができる。

図８は、本実施例２にかかる光多重化装置が、ＷＤＭ多重を行うＷＤＭ多重に接続される場合のシステムの一例を示す図である。同図に示す光多重化装置が、ＯＴＤＭ多重された光信号の波長を特定の波長（ＷＤＭ多重装置に指定された波長）に調整するので、ＷＤＭ多重装置は、各光多重化装置から取得した光信号の波長を改めて調整することなく、ＷＭＤ多重を実行することができる。

続いて、本実施例２にかかる光多重化装置の構成について説明する。図９は、本実施例２にかかる光多重化装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この光多重化装置２００は、光可変遅延部２０１〜２０４、カプラ２０５〜２０８、光ゲート２０９〜２１２、合波部２１３、位相制御部２１４、波長調整部２１５を有する。

なお、光変換遅延部２０１〜２０４、カプラ２０５〜２０８、光ゲート２０９〜２１２、合波部２１３、位相制御部２１４は、図１に示した光可変遅延部１０１〜１０４、カプラ１０５〜１０８、光ゲート１０９〜１１２、合波部１１３、位相制御部１１４と同様であるため説明を省略する。

波長調整部２１５は、合波部２１３から出力された光信号の波長を特定の波長に調整する（ＷＤＭ多重を行うための波長に変換する）処理部である。図１０は、波長調整部の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、波長調整部２１５は、ＳＯＡ２１６，２１９、ＬＤ２１７，２２０、フィルタ２１８，２２１を有する。

ＳＯＡ（半導体光増幅器）２１６、２１９は、相互位相変調（ＸＰＭ＜Cross Phase Modulation＞）を利用して、光信号の波長を変換する装置である。このＳＯＡ２１６に合波部２１５からの光信号と、ＬＤ（Laser Diode）２１７からのレーザ光を入力し、フィルタ２１９で一部の光信号を切り出すことで、元の光信号が反転した波形の光信号が生成される。そして、フィルタ２１８から出力された光信号と、ＬＤ２２０からのレーザ光をＳＯＡ２１９に入力し、ＳＯＡ２１９から出力された光信号にフィルタ２２１を通過させ、一部の光信号を切り出すことによって、元の光信号の波長を特定の波長に変換することができる。

上述してきたように、本実施例２にかかる光多重化装置２００は、合波部２１３から出力された光信号を波長調整部２１５に入力し、光信号の波長を特定の波長に変換するので、光多重化装置２００に接続されたＷＤＭ多重装置は、効率よく、ＯＴＤＭ多重された光信号を、ＷＤＭ多重することができる。

なお、波長調整部２１５の構成は、図１０に限定されるものではなく、例えば、図１１に示す構成でも、波長を調整することができる。図１１は、波長調整部の構成にかかる変形例を示す図である。同図に示すように、この波長調整部は、波長シフトデバイス２３０、導波路２３０、可変分散補償部２３２を有する。

すなわち、この波長調整部は、波長シフトデバイスを用いて、合波部２１３から出力される光信号の波長変換を行い、波長変換した光信号を導波路２３１に通過させて、光信号に伝播遅延を発生させる。そして、伝播遅延の発生した光信号を可変分散補正部２３２に入力し、分散補償量を調整することによって、光信号の波長を特定の波長に調整することができる。

また、光信号の波長を特定の波長に調整する場合に、光可変遅延部２０１〜２０４の構成要素に含まれる波長シフトデバイス（図２における波長シフトデバイス１１７）を利用して調整しても良い。

つぎに、本実施例３にかかる光多重化装置の特徴について説明する。本実施例３にかかる光多重化装置は、各チャネルからの遅延時間を固定的にずらす遅延線を内蔵する。このように、光多重化装置は、遅延線を内蔵することによって、複雑な遅延調整を行うことなく、各光信号を光のままＯＴＤＭ多重することができる。

続いて、本実施例３にかかる光多重化装置３００の構成について説明する。図１２は、本実施例３にかかる光多重化装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この光多重化装置３００は、光可変遅延部３０１〜３０４、カプラ３０５〜３０８、遅延線３０９〜３１２、光ゲート３１３〜３１６、合波部３１７、位相制御部３１８を有する。

ここで、光可変遅延部３０１〜３０４、カプラ３０５〜３０８、光ゲート３１３〜３１６、合波部３１７は、図１に示した光可変遅延部１０１〜１０４、カプラ１０５〜１０８、光ゲート１０９〜１１２、合波部１１３と同様であるため説明を省略する。

遅延線３０９〜３１２は、この遅延線３０９〜３１２を通過する光信号を（遅延線の長さに応じて）遅延させる導波路である。遅延線３０９〜３１２の遅延線の長さを調整することによって、光可変遅延３０１〜３０４から出力される光信号の遅延量を自由に調整することができる。すなわち、光可変遅延部３０１〜３０が、光信号の位相を一致させ、遅延線３０９〜３１２の長さを調節することで、各光信号のＯＴＤＭ多重を実行することができる。図１２の例では、遅延線３０９、３１０、３１１、３１２の順で遅延線が長くなっているため、遅延線３０９、３１０、３１１、３１２の順で、各光ゲートに光信号が到達する。

位相制御部３１８は、光ゲート３１３〜３１６に対する切り替え制御を行うと共に、光可変遅延部３０１〜３０４を制御して、各光可変遅延部３０１〜３０４から出力される光信号の位相を一致させる処理部である。

図１３は、図１２に示した位相制御部の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この位相制御部３１８は、ＰＤ３１９ａ〜３１９ｄ、バイアス回路３２０ａ〜３２０ｄ、前置増幅部３２１ａ〜３２１ｄ、クロック抽出部３２２ａ〜３２２ｄ、ＳＥＬ３２３ａ〜３２３ｄ、論理ゲート３２４ａ〜３２４ｄ、位相弁別器３２５ａ〜３２５ｄ、分周３２６ａ〜３２６ｄ、ＰＬＬ３２７ａ〜３２７ｄ、ＣＬＫ断検出部３２８ａ〜３２８ｄ、エラー検出演算回路３２９、ＦＳＹＮ・ＯＨ生成部３３０、ＬＤ３３１、光ゲート３３２を有する。なお、同図に示す各チャネル（ＣＨ１〜ＣＨ４）からの光信号は、カプラ３０５〜３０８から入力される光信号に対応する。

ＰＤ３１９ａ〜３１９ｄ、バイアス回路３２０ａ〜３２０ｄ、前置増幅部３２１ａ〜３２１ｄ、クロック抽出部３２２ａ〜３２２ｄ、位相弁別器３２５ａ〜３２５ｄ、分周３２６ａ〜３２６ｄ、ＰＬＬ３２７ａ〜３２７ｄは、図６に示したＰＤ１３１、バイアス回路１３２、前置増幅部１３３、クロック抽出部１３４、位相弁別器１３７ａ〜１３７ｄ、分周１３８ａ〜１３８ｄ、ＰＬＬ１３９ａ〜１３９ｄとそれぞれ同様であるため、説明を省略する。

ＣＬＫ断検出部３２８ａ〜３２８ｄは、クロック抽出部３２２ａ〜３２２ｄによって抽出されるクロックをそれぞれ監視し、監視中のクロックが途絶えた場合に、外部からのクロック（クロック抽出部から抽出されるクロック）と、自走クロック（網クロック）とを切り替える処理部である。なお、ＣＬＫ断検出部３２８ａ〜３２８ｄは同様であるため、ここでは、ＣＬＫ断検出部３２８ａを利用して、ＣＬＫ断検出部の説明を行う。また、以下に説明するＳＥＬ３２３ａ〜３２３ｄ、論理ゲート３２４ａ〜３２４ｄも同様に、ＳＥＬ３２３ａ、論理ゲート３２４ａを用いて説明する。

ＣＬＫ断検出部３２８ａは、クロック抽出部３２２ａが抽出するクロック信号、すなわち、チャネル１からの光信号にかかるクロックを監視し、このクロックが途絶えた場合に、ＳＥＬ３２３ａおよび論理ゲート３２４ａを制御して、外部クロックによる動作を自走クロックに切り替える処理部である。

すなわち、クロック抽出部３２２ａが抽出するクロックが途絶えていない場合には、ＳＥＬ３２３ａは、クロック抽出部３２２ａからのクロックを位相弁別器３２５ａおよび論理ゲート３２４ａに入力する。一方、クロック抽出部３２２が抽出するクロックが途絶えた場合には、ＣＬＫ断検出部３２８ａは、ＳＥＬ３２３ａを切り替え、ＳＥＬ３２３ａは、ＰＬＬ３２７ａからのクロック信号を位相弁別器３２５ａおよび論理ゲート３２４ａに入力する。

論理ゲート３２４ａは、クロック抽出部３２２ａが抽出するクロックが途絶えていない場合には、外部クロックにしたがって、光ゲート３１３の切り替えを行う。一方、クロック抽出部３２２ａが抽出するクロックが途絶えた場合には、論理ゲート２１４ａは、自走クロックによって、光ゲート３１３の切り替えを行う。

エラー検出演算回路３２９は、位相が一致した各チャネル１〜４の電気信号（エラー検出演算回路３２９に入力される時点では、各チャネル１〜４の光信号はＰＤ３１９ａ〜３１９ｄによって電気信号に変換されている）をモニタし、エラー検出用の情報を演算する装置である。エラー検出演算回路３２９は、演算したエラー検出用の情報をＦＳＹＮ・ＯＨ生成部３３０に入力する。

ＦＳＹＮ・ＯＨ生成部３３０は、エラー検出演算回路３２９からエラー検出用の情報を取得し、取得した情報を基にしてオーバーヘッドデータを生成する処理部である。ＦＳＹＮ・ＯＨ生成部３３０によって生成されたオーバーヘッドデータは、ＬＤ３３１によって光信号に変換され、光ゲート３３２を介して、合波部３１７に入力される。

上述してきたように、本実施例３にかかる光多重化装置は、各光可変遅延部３０１〜３０４から出力される光信号の位相を一致させ、遅延線３０９〜３１２の長さを調整して、各光信号を遅延させ、合波部３１７で合成波することによって、ＯＴＤＭ多重を実行することができるので、光可変遅延部３０１〜３０４に対する複雑な制御を行う必要が無くなり、効率よく各光信号を多重化することができる。

なお、本実施例３では、位相制御部３１８にＦＳＹＮ・ＯＨ生成部３３０を組み込んだが、これに限定されるものではなく、別の位置にＦＳＹＮ・ＯＨ生成部３３０を設けてもよい。

つぎに、本実施例４にかかる光多重化装置の説明を行う。本実施例にかかる光多重化装置は、各光信号に対して光のままバイトインターリーブ多重を実行する。図１４は、本実施例４にかかる光多重化装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この光多重化装置４００は、光可変遅延部４０１〜４０４、カプラ４０５〜４０８、バイト処理部４０９〜４１３、光ゲート４１４〜４１８、合波部４１９、位相制御部４２０を有する。

ここで、光可変遅延部４０１〜４０４、カプラ４０５〜４０８、光ゲート４１４〜４１８、合波部４１９、位相制御部４２０は、図１に示した光可変遅延部１０１〜１０４、カプラ１０５〜１０８、光ゲート１０９〜１１２、合波部１１３、位相制御部１１４と同様であるため説明を省略する。バイト処理部４０９〜４１３は、バイトインターリーブ多重を実行する処理部である。なお、バイト処理部４０９〜４１３は同様であるため、ここでは、バイト処理部４０９を利用して、バイト処理部の説明を行う。

バイト処理部４０９は、分岐ＣＰＬ４３０、導波路４３１〜４３８、光ゲート４３９〜４４６、合波ＣＰＬ４４７を備える。分岐ＣＰＬ４３０は、カプラ４０５から入力された光信号を分岐し、分岐した各光信号を各導波路４３１〜４３８に入力させる装置である。

各導波路４３１〜４３８は、光信号を光ゲート４３９〜４４６に伝えるための導波路である。なお、各導波路４３１〜４３８は、長さが異なっているため、導波路を通過する各光信号に遅延差が発生する。図１４に示す例では、導波路４３１、４３２、・・・４４６の順に導波路が長くなっているため、導波路４３１を通過する光信号が、光ゲート４３９に一番早く到達し、導波路４４６を通過する光信号が、光ゲート４４６に一番遅く到達する。

光ゲート４３９〜４４６は、図示しない制御部からの制御信号によってオン・オフを行い、各導波路４３１〜４３８からの光信号を所定のタイミングで切り出す装置である。各光ゲート４３９〜４４６から出力された光信号は、合波ＣＰＬ４４７に入力される。合波ＣＰＬ４４７は、各光ゲート４３９〜４４６から出力された光信号を合波し、合波した光信号を光ゲート４１４に入力する装置である。

図１５は、図１４に示した光多重化装置の光信号にかかるタイムチャートである。光可変遅延部４０１〜４０４から出力された光信号は、バイト処理部４０９〜４１２によってそれぞれバイトインターリーブ多重が実行される。また、ＦＳＹＮ・ＯＨ生成部４２０ａによって生成されたオーバーヘッドデータは、バイト処理部４１３によってバイトインターリーブ多重が実行される。そして、各バイト処理部４０９〜４１３によって多重化された各光信号は、合波部４１９に入力され、合波される。

このように、本実施例４にかかる光多重化装置４００は、バイト処理部４０９〜４１３が、分岐ＣＰＬ、長さが異なる導波路、合波ＣＰＬを利用して、光信号のバイトインターリーブ多重を光のまま行うので、効率よく、バイトインターリーブ多重が実行可能である。また、合波部４１９によってバイトインターリーブ多重を行った光信号を光のまま更にＯＴＤＭ多重することができる。

なお、実施例４で示した光多重化装置４００は、ＦＳＹＮ・ＯＨ生成部４２０が生成したオーバーヘッドデータをバイト処理部４１３によって多重化していたが、図１６に示すように、オーバーヘッドデータを直接、光ゲート４１８に入力し、オーバーヘッドデータを低速信号で多重化しても良い。このように、オーバーヘッドデータを低速信号で多重化することによって、受信側となる光分割装置によるタイミング抽出が容易となる。

図１６は、オーバーヘッドデータを低速信号で多重化する光多重化装置の構成を示す機能ブロック図である。各部の構成は、図１４に示した光多重化装置４００と同様であるため、説明を省略する。なお、図１６では、ＦＳＹＮ・ＯＨ生成部４２０ａから出力されたオーバーヘッドデータは、バイト処理部に入力されることなく、光ゲート４１８に入力される。図１７は、図１６に示した光多重化装置の光信号にかかるタイムチャートである。同図に示すように、オーバーヘッドデータは、低速信号で、合波部４１９に合波されている。

ところで、図１４および図１６において説明したバイト処理部の構成は、図１８または図１９のように構成しても良い。図１８および図１９は、バイト処理部の構成にかかる変形例を示す図である。図１８に示すように、このバイト処理部５００は、光信号をＮ（Ｎは２以上）分割する１：Ｎ光ゲート５０１を有し、分割された各光信号が、各導波路（導波路はＮ本存在する）５０２〜５０９に入力されて遅延調整され、遅延調整された各光信号は、合波ＣＰＬ５１０によって合波される。

また、図１９に示すように、このバイト処理部６００は、光信号を２分割する１：２ＳＷ（Switch）６０１〜６０７を複数直列にて接続し、この１：２ＳＷ６０１〜６０７を利用して光信号を分割し、各光信号の遅延調整を行い、合波ＣＰＬ６０８によって各光信号を合波しても良い。

以上のように、本発明にかかる光信号多重化装置は、光信号によって通信を行う光ネットワークに対して有用であり、特に、タイミングが調整されていない光信号を効率よく多重化し、受信側に送信する場合に適している。

図１は、本実施例１にかかる光多重化装置の構成を示す機能ブロック図である。図２は、光可変遅延部の構成を示す機能ブロック図である。図３は、分散ファイバ（ＤＣＦ）と、ＦＧＢ分散補償器（ＶＩＰＡ分散補償器）との違いを説明するための説明図である。図４は、ＦＧＢ分散補償器の説明を行うための説明図である。図５は、分割補償部の構成を示す機能ブロック図である。図６は、図１に示した位相制御部の構成を示す機能ブロック図である。図７は、光多重化装置が、各送信局から送信された光信号を多重化する様子を示すタイムチャートである。図８は、本実施例２にかかる光多重化装置が、ＷＤＭ多重を行うＷＤＭ多重に接続される場合のシステムの一例を示す図である。図９は、本実施例２にかかる光多重化装置の構成を示す機能ブロック図である。図１０は、波長調整部の構成を示す機能ブロック図である。図１１は、波長調整部の構成にかかる変形例を示す図である。図１２は、本実施例３にかかる光多重化装置の構成を示す機能ブロック図である。図１３は、図１２に示した位相制御部の構成を示す機能ブロック図である。図１４は、本実施例４にかかる光多重化装置の構成を示す機能ブロック図である。図１５は、図１４に示した光多重化装置の光信号にかかるタイムチャートである。図１６は、オーバーヘッドデータを低速信号で多重化する光多重化装置の構成を示す機能ブロック図である。図１７は、図１６に示した光多重化装置の光信号にかかるタイムチャートである。図１８は、バイト処理部の構成にかかる変形例を示す図（１）である。図１９は、バイト処理部の構成にかかる変形例を示す図（２）である。図２０は、従来のＯＴＤＭを説明するための説明図である。

符号の説明

１０，２０，３０，４０送信局
５０，１１６，２３１，４３２，４３２，４３３，４３４，４３５，４３６，４３７，４３８，５０２，５０３，５０４，５０５，５０６，５０７，５０８，５０９導波路
６０光多重化装置
６１，６２，６３，６４，１０５，１０６，１０７，１０８，２０５，２０６，２０７，２０８，３０５，３０６，３０７，３０８，４０５，４０６，４０７，４０８カプラ
６５合波部
６６光位相調整制御部
６６ａ，１１４ａ，２１４ａ、３３０，４２０ａＦＳＹＮ・ＯＨ生成部
１００，２００，３００，４００光多重化装置
１０１，１０２，１０３，１０４，２０１，２０２，２０３，２０４，３０１，３０２，３０３，３０４，４０１，４０２，４０３，４０４光可変遅延部
１０９，１１０，１１１，１１２，２０９，２１０，２１１，２１２，３１３，３１４，３１５，３１６，３３２、４１４，４１５，４１６，４１７，４１８，４３９，４４０，４４１，４４２，４４３，４４４，４４５，４４６光ゲート
１１３，２１３，３１７合波部
１１４，２１４，３１８，４２０位相制御部
１１５，１１７，２３０波長シフトデバイス
１１８分散補償部
１１９波長分離部
１２０，１２１，１２２，１２３波形補正部
１２０ａ光サーキュレータ
１２０ｂ可変ファイバグレーティングフィルタ
１３０光セレクタ
１３１，３１９ａ，３１９ｂ，３１９ｃ，３１９ｄＰＤ
１３２，３２０ａ，３２０ｂ，３２０ｃ，３２０ｄバイアス回路
１３３，３２１ａ，３２１ｂ，３２１ｃ，３２１ｄ前置増幅部
１３４，３２２ａ，３２２ｂ，３２２ｃ，３２２ｄクロック抽出部
１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃ，１３５ｄ，３２３ａ，３２３ｂ，３２３ｃ，３２３ｄＳＥＬ
１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃ，１３６ｄゲート
１３７ａ，１３７ｂ，１３７ｃ，１３７ｄ，３２５ａ，３２５ｂ，３２５ｃ，３２５ｄ位相弁別器
１３８ａ，１３８ｂ，１３８ｃ，１３８ｄ，３２６ａ，３２６ｂ，３２６ｃ，３２６ｄ分周部
１３９ａ，１３９ｂ，１３９ｃ，１３９ｄ，３２７ａ，３２７ｂ，３２７ｃ，３２７ｄＰＬＬ
１４０光セレクタ／ＣＬＫ自走切替制御部
２１５波長調整部
２１７，２２０，３３１ＬＤ
２１６，２１９ＳＯＡ
２１８，２２１フィルタ
２３２可変分散補償部
３０９，３１０，３１１，３１２遅延線
３２４ａ，３２４ｂ，３２４ｃ，３２４ｄ論理ゲート
３２８ａ，３２８ｂ，３２８ｃ，３２８ｄＣＬＫ断検出部
３２９エラー検出演算回路
４０９，４１０，４１１，４１２，５００，６００バイト処理部
４３０分岐ＣＰＬ
４４７，５１０，６０８合波ＣＰＬ
５０１１：Ｎ光ゲート
６０１，６０２，６０３，６０４，６０５，６０６，６０７１：２ＳＷ

Claims

光時分割多重方式によって光信号を多重化する光信号多重化装置であって、
多重化の対象となる光信号を取得した場合に、取得した光信号の波長を変換し、波長に応じた伝播遅延を光信号に発生させる導波路に波長を変換した光信号を通し、当該光信号の遅延量を調整する遅延量調整手段と、
前記遅延量調整手段によって遅延量が調整された各光信号間の伝播遅延時間差を保ったまま、前記光信号の波形の劣化を補償する波形劣化補償手段と、
を備えたことを特徴とする光信号多重化装置。
前記波形劣化補償手段によって波形の劣化が補償された光信号を多重化する光信号多重化手段と、前記光信号多重化手段によって多重化された光信号の波長を特定の波長に変換する波長変換手段とを更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の光信号多重化装置。
前記波形劣化補償手段は、ファイバブラックグレーティングフィルタを用いたＦＢＧ分散補償器であることを特徴とする請求項１に記載の光信号多重化装置。
前記遅延量調整手段は、長さの異なる前記導波路を用いて前記光信号の遅延量を調整することを特徴とする請求項１に記載の光信号多重化装置。
自光信号多重化装置は、波長分割多重方式によって光信号を多重化するＷＤＭ多重装置に接続され、
前記波形劣化補償手段によって波形の劣化が補償された光信号を多重化する光信号多重化手段を更に備え、前記光信号多重化手段によって多重化された光信号の波長を、波長分割多重方式による多重化に応じた波長に変換し、変換した光信号を前記ＷＤＭ多重装置に出力する変換出力手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の光信号多重化装置。